اثر الکتروشیمیایی در فیلمهای نازک کاربید تیتانیوم MXene تولید شده توسط پوشش‌های – Dip

MXenes، یک خانواده بزرگ از کاربیدهای فلزی دو بعدی و نیتریدها {یک ترکیب باینری ازت با یک عنصر الکتروشیمیایی تر.}، پتانسیل در ذخیره‌سازی انرژی و کاربردهای نوری {تابشی} را نشان داده‌اند. در اینجا، خواص نوری و شبه خازنی{ ذخیره الکتروشیمیایی برق در یک خازن الکتروشیمیایی است} کاربید تیتانیم (Ti3C2Tx)برای ایجاد یک دستگاه الکتروشیمیایی MXene با شیفت پیک جذبی مرئی از ۷۷۰ تا ۶۷۰ نانومتر و تغییر برگشت‌پذیر ۱۲ درصدی در عبور یک ثانیه در الکترولیت اسیدی تحت پتانسیل کاربردی کم‌تر از ۱ ولت، ترکیب می‌شوند. با بررسی اثر الکتروشیمیایی در الکترولیت‌های مختلف، نشان‌داده شده‌است که الکترولیت‌های اسیدی (H3PO4 و H2SO4)منجر به تغییرات پیک جذب بزرگ‌تر و تغییر بالاتر انتقال نسبت به الکترولیت خنثی (به ترتیب برابر با ۱۰۰ نانومتر در برابر ۳۵ نانومتر و T۷۷۰ نانومتر)به ترتیب ۱۲ % در برابر ۳ % است. بررسی بیشتر مکانیسم با استفاده از پراش اشعه ایکس و طیف‌سنجی رامان نشان می‌دهد که تغییر برگشت‌پذیر پیک جذبی به پروتونه شدن / محرومیت زدایی کنش‌های سطحی اکسید مانند نسبت‌داده شده‌است. به عنوان یک اثبات از مفهوم، نشان‌داده شده

Abstract

MXenes, a large family of 2D transition metal carbides and nitrides, have shown potential in energy storage and optoelectronic applications. Here, the optoelectronic and pseudocapacitive properties of titanium carbide (Ti3C2Tx) are combined to create a MXene electrochromic device, with a visible absorption peak shift from 770 to 670 nm and a 12% reversible change in transmittance with a switching rate of <1 s when cycled in an acidic electrolyte under applied potentials of less than 1 V. By probing the electrochromic effect in different electrolytes, it is shown that acidic electrolytes (H3PO4 and H2SO4) lead to larger absorption peak shifts and a higher change of transmittance than the neutral electrolyte (MgSO4) (Δλ is 100 nm vs 35 nm and ΔT770 nm is ≈۱۲% vs ≈۳%, respectively), hinting at the surface redox mechanism involved. Further investigation of the mechanism by in situ X‐ray diffraction and Raman spectroscopy reveals that the reversible shift of the absorption peak